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文檔簡介

1、第三章平面連桿機構平面連桿機構是由若干構件用低副連接組成的機構,各構件在同一平面或幾個相互平行的平面內運動。平面連桿機構的主要優(yōu)點是能夠實現(xiàn)不同的運動規(guī)律和運動軌跡。而且低副為面接觸,壓力較小,承載能力較大,結構簡單,制造容易,便于潤滑,工作可靠,故在生產實際中獲得廣泛應用。平面連桿機構中又以由四個構件組成的平面四桿機構最為常用。本章重點討論平面四桿機構。本章學習的基本要求:(1)了解和熟知鉸鏈四桿機構的基本類型、應用及其演化型式。(2

2、)掌握鉸鏈四桿機構的運動特性。(3)掌握圖解法設計平面四桿機構的方法。31鉸鏈四桿機構的基本型式應用和性質一、鉸鏈四桿機構的基本型式及應用如圖31所示的鉸鏈四桿機構是平面四桿機構的基本型式,其他形式的平面四桿機構可視為它的演化型式。在圖31中固定構件4為機架,與機架相連接的構件1和3稱為連架桿。連接連架桿的構件2稱為連桿。如果連架桿能作整周回轉時,則稱為曲柄;若只能在一定角度范圍內擺動,則稱為搖桿。按照兩連架桿能否作整周回轉,鉸鏈四桿機

3、構可分為三種基本型式:曲柄搖桿機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構。1、曲柄搖桿機構如圖31所示的鉸鏈四桿機構。若兩連架桿之一為曲柄,另一桿為搖桿,則該四桿機構為曲柄搖桿機構。若以曲柄為原動件時,可將曲柄的等速轉動轉變?yōu)閾u桿的連續(xù)轉動。如圖32所示雷達天線俯仰搜索機構即為一例。曲柄1緩慢轉動,通過連桿2,帶動搖桿3在一定角度范圍內擺動,從而可調整與搖桿固連的雷達天線的俯仰角。圖33所示的攪拌機機構也為曲柄搖桿機構。若以搖桿為原動件時,可將搖桿的

4、往復擺動轉變?yōu)榍恼苻D動。如圖34所示為腳踏砂輪機。當腳踏搖桿繞C軸往復擺搖動時,砂輪繞A軸連續(xù)轉動,進行磨削。2、雙曲柄機構若鉸鏈四桿機構中的兩連架桿皆為曲柄,則稱為雙曲柄機構。圖35所示選礦機械中的慣性振動篩為雙曲柄機構的應用事例。當原動曲柄1等速轉動時,從動曲柄3作變速轉動,并通過連桿5驅使篩體6作往復運動以篩分物料。在雙曲柄機構中,若相對兩桿長度相等而且平行則稱為正平行四邊形機構。這種機構中兩曲柄1、3以相等角速度同向轉動,

5、連桿2則作平行移動。若相對兩桿的長度分別相等但不平行,兩曲柄沿相反的方向轉動,這種雙曲柄機構稱為反平行四邊形機構。生產中,不僅要求機構能實現(xiàn)給定的運動規(guī)律,而且還要求機構具有傳力省,效率高。在圖311所示的曲柄搖桿機構中,若不計各構件的質量和轉動副中的摩擦,則連桿2為二力構件。原動曲柄1通過連桿2作用于搖桿3的力F沿BC方向。該力與C點的絕對速度vc之間所夾的銳角稱為壓力角。力F在?vc方向的有效分力為,而言搖桿CD方向的分力為,很顯然

6、壓力角越小,有?cosFFt??sinFFn??效分力Ft越大。如此可以用壓力角來判斷連桿是否具有良好的傳力性能。在實際應用時,通常以壓力角的余角,也即連桿與搖桿的夾角來判斷機構的傳力性能,稱為傳動角,。越小,越大,???????90??機構傳力性能越好。在機構運動過程中,傳動角是變化的。為了保證機構具有良好的傳力性能,一般要求最小傳動角~;對于一些受力較小或不經(jīng)常使用的機構,可取最小值;對于高速和傳遞大功率的??40min??50mi

7、n?機構,應取大值。min?曲柄搖桿機構的最小傳動角出現(xiàn)在曲柄與機架共線位置,如圖311所示。min?3、死點位置在圖310所示的曲柄搖桿機構中,若以搖桿3為原動件,曲柄為從動件。當搖桿處于極限位置C1D和C2D時連桿2與曲柄1共線。如不計構件質量和運動副的摩擦,搖桿通過連桿傳遞給曲柄的力將通過鉸鏈中心A,B無論受力有多大,都不能產生式曲柄轉動的力矩,機構所處的相應位置稱為死點位置。機構處在死點位置時,將使從動件出現(xiàn)卡死或運動不確定的現(xiàn)

8、象。為了克服死點位置的的不良影響,可在從動件上安裝轉動慣量較大的飛輪或對從動件施加附加外離的方法,以保證機構順利通過死點位置。如圖312所示縫紉機踏板機構,曲柄與大帶輪為同一構件,利用帶輪的慣性使機構通過死點。工程上也可利用死點來完成一定的工作要求。如圖313所示的飛機起落架機構,當機架放下著落時,BC與CD共線機構出于死點位置,地面對機輪的反作用力不會使CD轉動,以保證飛機降落安全可靠。如圖314所示的夾具,工件夾緊后BCD成一條線,

9、即使工作反作用力很大也不能使機構反轉。因此,工件夾的牢固可靠。三、鉸鏈四桿機構有曲柄的條件鉸鏈四桿機構有三種基本型式,它們的根本區(qū)別在于機構中有無曲柄。而有無曲柄則與機構中個構件的尺寸有關,下面討論鉸四桿機構有曲柄的條件。在如圖310所示的曲柄搖桿機構中,各構件的長度分別為a、b、c、d。若構件1能成為曲柄,則可繞A點相對機架4作整周轉動。當曲柄作整周轉動時,它必將順利通過B1和B2,此時機構形成△AC1D和△AC2D?,F(xiàn)在分析曲柄轉至

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